高圧多孔体バーナーにより駆動されるガスダイナミックレーザー

高压多孔燃烧器驱动的气体动态激光器

• 批准号: 14655287
• 负责人: 森 滋勝
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655287/
• 关键词: ガスダイナミックレーザー; 多孔体バーナー; エネルギー変換; 反転分布; レーザー加工; 高圧燃焼; 超音速流; 光量子エネルギー

熱から光量子エネルギーへの変換技術は,輻射伝熱促進またはランプによる照明として応用されている程度で,新たなエネルギー技術としての展開はほとんど見受けられない.そこで,光エネルギーとしては最も質的に高いレーザー発振を熱駆動で実現させ,その高効率化・高出力化が可能となれば,製鉄プロセスで鋼板の高温カッティングが可能となるため鋼板の熱回収が効率よく行うことができるだけでなく,精密加工等への応用も期待できる.本研究では,燃焼器,超音速ノズル,レーザー発振部,廃熱回収ボイラー部,蒸気タービン部,コンプレッサー部,発電機から成る炭化水素-空気燃焼系の多目的用ガスダイナミックレーザーを中心とした光・熱・電力のハイブリッドエネルギー変換システムを提案し,そのコアとなるレーザー発振装置の開発のための基礎研究を行った.本研究目的を達成するためには,まず高負荷の高圧燃焼装置を試作する必要がある.これは,超音速ノズルを通して加圧燃焼ガスを断熱膨張させることにより,ガス中で反転分布を達成してレーザー発振を実現することを原理としている,そこで,必要不可欠となるラボスケールの3重管式高圧多孔体バーナー,マッハ4.7の最短超音速ノズル,レーザーキャビティー,超音速駆動用減圧タンクを設計,試作した.本試験装置を用いたコールドモデル試験を行い,超音速ノズルからの噴流速度の計測を行った.また,このような加圧バーナー内での着火方式の確立,さらには加圧燃焼試験を通して安定燃焼範囲および燃焼特性を明らかにした.また,分子振動緩和のエネルギー収支と,等エントロピー流れに基づく圧縮性流体の断熱膨張冷却から推算される反転分布の過渡特性に関する解析を行った.

The heat transfer technology of light quantum generation is different from that of radiation heat promotion technology. In this case, the optical fiber production process is the highest quality, the high temperature vibration generation, the thermal vibration generation, the high efficiency, the high output generation, the possibility of iron production, the high temperature recovery of steel plates, the possibility of steel plate thermal recovery, the expectation of precision machining, etc. This study is aimed at developing basic research on the development of a multi-purpose carbon-air combustion system for combustors, supersonic combustion engines, vibration generators, thermal recovery engines, steam generators, and generators. The purpose of this study is to test the high pressure combustion equipment. In this case, the supersonic pressure is increased, the combustion temperature is reduced, and the supersonic pressure is reduced. The test device is used to measure the jet velocity at supersonic speeds. In this paper, the establishment of ignition mode in the pressurized combustion system is discussed, and the combustion characteristics of the pressurized combustion system are discussed. The analysis of transition characteristics of molecular vibration relaxation, thermal expansion and cooling of basic compressible fluids, etc.